Файл: ПОСОБИЕ_НОВИКОВ.doc

3. При применении процедуры initial необходимо в число входных параметров включить, во-первых, полный вектор всех начальных условий по переменным состояния, а, во-вторых, момент времени окончания процесса интегрирования.

>> sssys=ss(sys)

>> initial(sssys,[0 0 0 1],20)

Получим

4. Для применения процедурыlsim необходимо предварительно задать вектор t значений времени, в которых будут заданы значения входного воздействия, а затем задать вектор u значений входной величины в указанные моменты времени

>> t=0:0.01:40; u=sin(t); lsim(sssys,u,t);grid

Результат представлен на следующей фигуре:

Примеры анализа в частотной области

1. >> bode(sys)

2. >> nyquist(sys)

3. >> nichols(sys)

4. >> sigma(sys)

5. >> margin(sys);grid

Примеры применения процедур для вычисления полюсов и нулей системы.

1. >> pole(sys)

ans =

-4.8653 + 8.5924i

-4.8653 - 8.5924i

-0.3847 + 0.6040i

-0.3847 - 0.6040i

2. >> sysz=zpk(sys)

Zero/pole/gain from input "Момент сил" to output "Угол рыскания":

0.25 (s^2 + 10s + 100)

------------------------------------------------

(s^2 + 0.7693s + 0.5128) (s^2 + 9.731s + 97.5)

3. >> [z,p,k]=zpkdata(sysz,'v')

z =

-5.0000 + 8.6603i

-5.0000 - 8.6603i

p =

-4.8653 + 8.5924i

-4.8653 - 8.5924i

-0.3847 + 0.6040i

-0.3847 - 0.6040i

k =

0.2500

4. >> pzmap(sys); grid

Результат представлен на рисунке ниже

9.4. Моделирование динамических процессов с помощью подсистемы MatLab simulink

9.4.1. Краткие сведения о подсистеме MatLab simulink

ПодсистемаSIMULINK входит в состав семейства программных продуктов системы MatLab [10, 18].

Подсистема SIMULINK служит для моделирования динамических процессов. Для пользователя это - конструктор, с помощью которого блоки, соответствующие отдельным элементам динамической системы, объединяются в единое целое и проводится исследование поведения элементов и/или системы в целом во времени.

9.4.2. Запуск подсистемы simulink

Осуществляется после предварительного запуска системыMatLab одним из трех способов:

- нажатием кнопки SIMULINK на панели инструментов системыMatLab (рисунок 9.7);

- в строке командного окна MatLab набрать SIMULINK и нажать ENTER;

- выполнить опцию OPEN в меню FILE и открыть файл модели (mdl-файл) – при запуске уже готовой и отлаженной модели.

При применении первых двух способов открывается окно обозревателя библиотеки блоков (рисунок 9.8).

Библиотека блоков SIMULINK – это набор визуальных объектов, при помощи которых можно, соединяя модули линиями функциональной связи, составлять блок-схему любого устройства.

Библиотека разбита на ряд разделов, основные из них перечислены ниже (по алфавиту):

Continuous – блоки аналоговых элементов;
Discontinuities – блоки нелинейных элементов;
Discrete - блоки дискретных элементов;
Math Operations – блоки элементов, определяющих математические операции;
Signal & Routing – блоки маршрутизации сигналов;
Sinks – блоки приема и отображения сигналов;
Sources – блоки источников сигналов.

Блоки, входящие в раздел Sources (Источники) предназначены для формирования сигналов. Все блоки - источники имеют по одному выходу и не имеют входов.

Блоки, входящие в раздел Sinks (Приемники) предназначены для приема сигналов, они имеют только входы и не имеют выходов.

В разделе Discrete (Дискретные элементы) содержатся блоки, с помощью которых может быть описано поведение дискретных систем.

При выборе соответствующего раздела библиотеки его содержимое отображается в правой части окна (рисунок 9.9).

9.4.3. Создание модели

Для создания модели в среде SIMULINK необходимо выполнить последовательно ряд действий.

Создать новый файл модели с помощью команды File/New/Model или соответствующей кнопки на панели инструментов . Вновь созданное окно имеет вид, представленный на рисунке 9.10.

2. Расположить блоки в окне модели. Для этого открыть соответствующий раздел библиотеки блоков и “перетащить“ нужный блок при помощи левой клавиши мыши. На рисунке 9.11 показано окно модели, содержащее блоки.

3. Далее, если требуется, изменить параметры блока, установленные по умолчанию. Для этого, указав на изображение блока, дважды щелкнуть левой клавишей мыши: откроется окно параметров данного блока.

Пример для блока передаточной функцииTransfer Fcn приведен на рисунке 9.12.

4. После установки на схеме всех блоков требуется их соединение.

4.1. Первый способ:

- указать на “выход” блока;

- нажать левую клавишу, и, не отпуская, провести линию ко “входу” другого блока;

- отпустить клавишу.

Примечание. Если соединение не создано, то линия связи будет пунктирной и иметь красный цвет. В случае правильного соединения линия связи будет сплошной.

4.2. Второй (альтернативный) способ соединения:

выделить блок-источник;
затем нажать клавишу Ctrl;
выделить блок-приемник.

Для создания точки разветвления в соединительной линии:

подвести курсор к предполагаемому узлу;
и, нажав правую клавишу, протянуть линию.

5. После составления расчетной схемы необходимо сохранить по команде File / Save As.

При этом имя файла:

может иметь произвольную длину;
но должно начинаться с буквы;
и содержать только алфавитно-цифровые символы латиницы и знаки подчеркивания

9.4.4. Некоторые основные приемы подготовки и редактирования модели

Добавление текстовых надписей

Для повышения наглядности модели удобно использовать текстовые надписи.

Для этого:

указать мышью место надписи;
дважды щелкнуть левой клавишей мыши.

Также можно изменить и подписи к блокам.

Для этого установить курсор в область надписи и щелкнуть левой клавишей мыши – в подписи появится курсор ввода.

Выделение объектов

Для выделения одного объекта:

Установить курсор на объекте  Щелкнуть левой клавишей мыши  Появятся маркеры по углам объекта.

Для выделения нескольких объектов:

Установить курсор вблизи объектов  Нажать левую клавишу  Удерживая ее, перемещать мышь  Появится пунктирная рамка  Все охваченные рамкой объекты становятся выделенными.

Перемещение блоков и вставка блоков в соединение

Перемещение – обычным путем перетаскивания мышью. При этом соединение не разрывается, а просто сокращается или увеличивается по длине. В длинное соединение можно вставить новый блок. Такая вставка возможна лишь для блоков, имеющих один вход и один выход.

Форматирование объектов

Используется для:

управления отображением надписей и видом блоков;
установки цвета линий и цвета фона блоков, а также всего окна;
форматирования надписей;
и др.

Осуществляется при помощи опций, вызываемым:

либо при помощи контекстного меню (вызываемого нажатием правой клавиши);
либо при помощи меню Format.

9.4.5. Установка параметров моделирования и его выполнение

Перед выполнением моделирования необходимо предварительно задать параметры.

Задание параметров выполняется в панели управления меню Simulation / Simulation Parameters.

Вид панели управления приведен на рисунке 9.13.

Окно настройки параметров моделирования имеет 4 вкладки:

Solver (Решатель) – для установки параметров моделирования.
Workspase I/O (Ввод/вывод данных в рабочую область) – для установки параметров обмена данными с рабочей областью MatLab.
Dianostics (Диагностика) – для выбора параметров диагностики.
Advanced (Дополнительно) – для установки дополнительных параметров.
Real-Time Workshop – для задания параметров “Мастерская реального времени”.